(57)【要約】【課題】測定セル内の炭酸イオン濃度は維持され、また水素イオン濃度にも変化を生じることなく測定が行え、ことで長時間安定した測定を可能とするpH標準緩衝液測定安定化装置用を提供する。【解決手段】  飽和水蒸気及び一定量の二酸化炭素を含んだ水素ガス流が供給されるハーンドセル（Harned Cell）から放出される炭酸ガスと水蒸気を主成分とする還流ガスを還流させて、再度ハーンドセル（Harned Cell）に送り込んで水素ガス流中に戻すpH標準緩衝液測定安定化装置あって、閉じられた空間を形成する外壁と内壁からなり、内壁内を水素ガス流が通り、外壁と内壁の間の空間に還流ガスを導き、内壁がガス透過膜であるpH標準緩衝液測定安定化装置。【特許請求の範囲】
【請求項１】
飽和水蒸気及び一定量の二酸化炭素を含んだ水素ガス流が供給されるハーンドセル（Harned Cell）から放出される炭酸ガスと水蒸気を主成分とする還流ガスを還流させて、再度ハーンドセル（Harned Cell）に送り込んで水素ガス流中に戻すpH標準緩衝液測定安定化装置あって、閉じられた空間を形成する外壁と内壁からなり、内壁内を水素ガス流が通り、外壁と内壁の間の空間に還流ガスを導き、内壁がガス透過膜であるpH標準緩衝液測定安定化装置。
【請求項２】
ガス透過膜が、多孔性テフロン（登録商標）、多孔性ナフィオン、多孔性セルロース、多孔性、多孔性フッ素樹脂から選ばれる１種であるpH標準緩衝液測定安定化装置。
【請求項３】
還流ガスの一部を還流させる請求項１又は請求項２のpH標準緩衝液測定安定化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素イオン活量測定又はｐH測定用緩衝溶液測定のためのpH標準緩衝液測定安定化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水素イオン活量測定又は、炭酸塩緩衝溶液pHの定義に基づいて水素イオン活量を測定するには、ハーンドセル（注：Harned Cell水素ガス飽和溶液中の白金電極と銀/塩化銀電極とを塩素イオンを加えた液間電位差のない水溶液で結合した電池の総称）を用いなければならない。
このセルは、基本原理は明確にされており、測定対象の緩衝溶液に白金黒電極と銀塩化銀電極を浸し、白金黒電極側に水素を吹き込み、水素イオンで飽和した状態を作り測定を行う。測定は通常連続して5時間以上の安定な値を得て、この平均値から水素イオン活量指数(pH)を求める（非特許文献１参照）。
【非特許文献１】Report on the meeting of the CCQM WG onElectrochemical Analysis held on 8 April 2003 atBIPM,Paris
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
実際に炭酸塩緩衝液を測定しようとすると、炭酸イオンは水素ガスをバブリングして飽和させる際に一部炭酸ガスとして系外に排出され、炭酸イオン濃度は安定せず、正確なｐH値を得ることは困難であった。
また、炭酸イオン濃度を安定に保つために測定セル内部に緩衝液を補給すると、水素イオン濃度が変化し安定な値が得られなくなるという問題が生じる。
そこで、pH標準緩衝液測定を長時間に亘って安定させるための測定安定化装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を続けたところ、測定セル内部の炭酸イオン濃度を安定に保ち、かつ水素イオン濃度も安定に保つために、測定セルとは別個に測定に必要な時間セルから系外に放出される炭酸ガスを補えるに十分な量の炭酸塩緩衝溶液を保持した炭酸ガス補給部を設け、これにより、測定セル内の炭酸イオン濃度は維持され、また水素イオン濃度にも変化を生じることなく測定が行え、ことで長時間安定した測定を可能とすることを見出した。すなわち、
飽和水蒸気及び一定量の二酸化炭素を含んだ水素ガス流が供給されるハーンドセル（Harned Cell）から放出される炭酸ガスと水蒸気を主成分とする還流ガスを還流させて、再度ハーンドセル（Harned Cell）に送り込んで水素ガス流中に戻すpH標準緩衝液測定安定化装置あって、閉じられた空間を形成する外壁と内壁からなり、内壁内を水素ガス流が通り、外壁と内壁の間の空間に還流ガスを導き、内壁がガス透過膜であるpH標準緩衝液測定安定化装置である。
【発明の効果】
【０００５】
本発明のpH標準緩衝液測定安定化装置を用いることで、pH緩衝液にNaClを約0.015
mol/kg加えても、長時間以上に亘って一定の起電力を示す。5時間以上安定な測定値を得ることができ、国際的なpH測定の定義に合った結果がいつでも得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明において用いる炭酸塩緩衝溶液とは、水1.0 kg中に0.025モルの炭酸水素ナトリウムと等モルの炭酸ナトリウムを溶解したものである。
本発明においては、用いるハーンドセル（Harned Cell）は、白金電極及び銀/塩化銀電極を収納するセルは、炭酸塩緩衝溶液で満たし、水蒸気及び二酸化炭素ガスが飽和された水素ガスを導入する。
また、本発明で用いられるガス透過膜は、どのようなものでも良いが代表的には、多孔性テフロン（登録商標）、多孔性ナフィオン、多孔性セルロース、多孔性、多孔性フッ素樹脂から選ぶことができる。
さらに、本発明では、還流ガスの一部を還流させることができ、一部を大気に放出することも出来る。還流させる割合は、条件により変えることが出来る。
ハーンドセル（Harned Cell）から放出されるガスは、飽和水蒸気及び一定量の二酸化炭素を含んだ水素ガスであるが、還流ガスはこのガスのうち、飽和水蒸気及び二酸化炭素を主成分とするものである。
また、場合により、ハーンドセル（Harned Cell）から放出されるガスをそのまま還流ガスとして用いても良い。
【実施例１】
【０００７】
本発明のpH標準緩衝液測定安定化装置を、図１に示す。
pH標準緩衝液測定安定化装置は、閉じられた空間を形成する外壁１と内壁２からなり、内壁２内を水素ガス流が入口３から導入され、出口３’からハーンドセル（Harned Cell）に送り込まれる。外壁と内壁の間の空間に還流ガスを導き、内壁２壁として、多孔性テフロン（登録商標）を用いた。
pH標準緩衝液測は、図２のようにして行った。
炭酸塩緩衝溶液７が入っている飽和水蒸気及び一定量の二酸化炭素を含んだ水素ガス調整装置６の中に、水素ガスをバブリングさせ、飽和水蒸気及び一定量の二酸化炭素を含んだ水素ガスを調整し、飽和水蒸気及び一定量の二酸化炭素を含んだ水素ガス流入口３に導くそして出口３’からハーンドセル（Harned Cell）に送り込まれる。
一方、ハーンドセル（Harned Cell）から飽和水蒸気及び一定量の二酸化炭素を含んだ水素ガスが放出されるが、飽和水蒸気及び二酸化炭素を主成分とする還流ガスを作成して、測定安定化装置の還流ガス入口４に送り込む、内壁２でガス透過膜を通過しなかった還流ガスは、還流ガス出口５から、水素ガス調整装置６の中に戻される。還流ガス出口５の流量を調節することにより、還流ガス圧をコントロールし、還流ガスの一部は、熱運動により、内壁（ガス透過膜）から水素ガス流に取り込まれ、再度、ハーンドセル（Harned Cell）に送り込まれる。
図示しないが、ハーンドセル（Harned Cell）は、白金電極と銀/塩化銀電極を収納するセルに標準の炭酸塩緩衝溶液を満たしたものである。
本発明で用いた炭酸塩緩衝溶液とは、水1.0 kg中に0.025モルの炭酸水素ナトリウムと等モルの炭酸ナトリウムを溶解したものである。
本実施例においては、温度25 C(298.15 K)においてpH緩衝液にNaClを約.015
mol/kg加えた水溶液を用いてpH(起電力)測定を行ったところ、図３の結果を得た。
【実施例２】
【０００８】
実施例１と全く同様にして、pH緩衝液にNaClを約0.010 mol/kg加えた水溶液を用いてpH(起電力)測定を行ったところ、図４の結果を得た。
【実施例３】
【０００９】
実施例１と全く同様にして、pH緩衝液にNaClを約0.005 mol/kg加えた水溶液を用いてpH(起電力)測定を行ったところ、図５の結果を得た。
【００１０】
（比較例）
従来のpH標準緩衝液測定安定化装置用を用いないで、pH緩衝液にNaClを約0.005 mol/kg加えた水溶液を用いてpH(起電力)測定を行ったところ、図６(従来装置)に示すような結果が得られた。従来の測定装置では時間の経過とともに起電力は上昇し、確たる終点は得られない。
しかし、本発明のpH標準緩衝液測定安定化装置用を用いると5時間以上に亘って一定の起電力を示す。
【産業上の利用可能性】
【００１１】
本発明のpH標準緩衝液測定安定化装置用を用いることで、5時間以上安定な測定値を得ることができ、国際的なpH測定の定義に合った結果がいつでも得られ、前室は、従来のpH標準緩衝液測定安定化装置用に取り付けることができるので、多くの利用形態があり、産業上利用可能性が高い。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のpH標準緩衝液測定安定化装置の断面図
【図２】本発明のpH標準緩衝液測定安定化装置を用いたpH標準緩衝液測定の説明図
【図３】本発明のpH標準緩衝液測定安定化装置用による起電力変化図（NaCl０．０１５Ｍ添加）
【図４】本発明のpH標準緩衝液測定安定化装置による起電力変化図（NaCl０．０１０Ｍ添加）
【図５】本発明のpH標準緩衝液測定安定化装置による起電力変化図（NaCl０．００５Ｍ添加）
【図６】従来のpH標準緩衝液測定安定化装置用による起電力変化図
【符号の説明】
【００１３】
１  外壁
２  内壁（ガス透過膜）
３  飽和水蒸気及び一定量の二酸化炭素を含んだ水素ガス流入口
３’飽和水蒸気及び一定量の二酸化炭素を含んだ水素ガス流出口
４  ハーンドセル（Harned Cell）還流ガス入口
５  還流ガス出口
６  飽和水蒸気及び一定量の二酸化炭素を含んだ水素ガス流調整装置
７  炭酸塩緩衝溶液
８  ハーンドセル（Harned Cell）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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